JPS6027537A

JPS6027537A - セラミック複合構造管の製造方法

Info

Publication number: JPS6027537A
Application number: JP13730383A
Authority: JP
Inventors: 修小田原; 康允石井
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1983-07-26
Filing date: 1983-07-26
Publication date: 1985-02-12
Also published as: JPH0373457B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明に、セフミック層が母管内局面にライニングされ
た複合構造管に係り、特にその端部が腐食されにくいセ
ラミック複合構造管に関する。

近年、管内面にセラミック層が被覆形成されたセラミッ
ク複合構造管は、セフミック層が耐熱性、耐食性、耐摩
耗性等の良好な特性全発揮するため、各種流体の輸送管
や工業用配管部材として、広汎な用途に使用されている
。

この骸の複合構造管の製造方法には、金属管やセメント
系非金属管を母管として、該母管内に溶融セラミックを
置注釣造あるいに遠心力場内で注湯し、該母管内局面に
セラミックＭを形成する方法や、遠心力とテルミット反
応を利用し、母管内局面に金属ｒＩ全介してセラミック
ｆｆ’（ｒ形成する所謂遠心デルミツト法ｔ−拳げるこ
とができる。

いずれの場合であっても、複合構造管の母管に通常の鋼
材が使用されている限り、前記複合構憩管全腐食性気液
の配管材として使用する場合、その端部に腐食性気液が
回り込むことにより、前記端部の鋼材が腐食及び侵食さ
れる。更に、遠ＬＬ）テルミット法の場合、そのテルミ
ツト剤に、通常のＡＪ−酸化鉄糸のものを使用すると母
管の材質に関係なく、その生成金属は鉄であるので、こ
れまた容易に端部の生成金属層から侵食が起り、内面の
セラミック層は、バックアツプ材（生成金属層）のない
箇所から、強度が低下し剥れ易くなる。第１図は、遠心
テルミット法によ多、母管（１］内局面に金属層（２）
ヲ介して、セラミック層（３）が形成された複合構造管
の端部付近の部分縦断面を示し、第１図（ａ）は腐食前
、第１図（ｂ）に前述した侵食後の状態を示している。

上述の場合、母管（１）自体を耐食性金属とし、更に遠
心テルミット法による場合は、特殊なテ）ｖミツト剤全
使用し、生成金属層（２）も耐食性を有するものとする
ことで、この問題は解決されるが、内面にセラミック層
を形成した意味がなくな夛、また極めてコスト高となる
。

本発明は、以上の問題を解決すべくなされたもので、セ
ラミック複合構造管の母管が、通常の鋼材であっても、
また、ライニング層が生成鉄層及びセラミック層η１ら
なったものであっても、その端部が腐食及び侵食される
ことがなく、七ラミック層のライニングが有する本来の
優れた特性が十分発揮されるセラミック複合構造管及び
その製造方法を提供することを目的とし、その特徴とす
るところは、母管内局面にセラミック層のライニングが
施された複合構造管の端面に、該複合構造管の内径とほ
ぼ同径若しくは小径で、かつ材質が耐食性金属である短
管の端面が同心状に一体固Ｎされた点及び母管の端面に
、材質が耐食性金属である短管の端面を溶接により同心
状に一体固着し、前記短管の少なくとも内端部内周に、
耐熱リングを嵌着固定し、次いで前記母管の内周面にテ
ルミツト剤を装填し、遠心力場内で該テルミツト剤に着
火し、テルミット反応を行なわせて、前記母管内局面に
テルミット反応によル金属層及びセラミック層ｋｍ覆形
成させる点にある。

次に、第２図に示す実施態様を参照して、本発明の構成
について説明する。

第２図に、本発明のセラミック複合構造管の端部付近の
部分縦断面を示し、この場合、セラミック層（３）のラ
イニングは、遠心テルミット法によったものであり、前
「己セヲミツク＠　（３３は金属層（２）を介して、ｅ
ｔ＋製母管（１）の内周面にｗ１覆形成されている。そ
して、例えばヌテンレス鋼のような耐食性金属で作成さ
れた短管（４）が前記母管（１）の端面に、端面同士を
同心状に合せて溶Ｎされている。また、該短管（４）の
内径に、前記母管（１）のセラミック層ライニング部の
内径より小径であるので、前述した金属層（２）及びセ
ラミック層（３）が共に、前記短管（４）の母管（１）
側端面に強固に固着している。もつとも、管内面に不要
な段差があるのに、流体の流れ？妨げるので、前記短管
（４）の内径は、ライニング部の内径と同径又に流体の
流れを妨げない程度にそれよりやや大径もしくにやや小
径であることが好ましい。

前記短管（４）の外径に、必ずしも母管（１）の外径と
同径である必要はないが、母管（１）の外径と同径であ
る万が、管の取り扱い上便利である。また、前記短管（
４）の＠山）は、配管時にネジ込み継手又は差し込み継
手を使用する場合、ある程度長い万がよく、経験的［は
１００闘以上が望ましい。−万、短管（４］の外周にフ
ランジが溶接接合される７ヲンジ継手の場合に、フラン
ジ間に設けられたガスケットがポμト・ナツトによりフ
ランジを介して強カＶｃ締め付けられるので、管外周へ
の腐食液の回り込みはなく、前記短管（４）の幅（Ｌ）
は、前記耐食性金属の寿命と、製造上、セラミック層の
ライニング過程で溶融減損しない程度の必要な長さとの
いずれかの内、長い万全選定するテが、一般的には６闘
以上であれば問題はない。

以上は、母管（１）に鋼製のものが使用されている場合
の説明であるが、本発明は、母管（１）が銅製のものに
限らずセメントなど無機材質のものでもよい。この場合
は、第３図に示すように、セメント系母管（１）の端部
外局に、脱落防止用の突起を有する鋼製外装管（５］が
埋め込み固着され、該外装ｙ　（５１の端面と、ｎσ述
した短管（４）の端面とが同心状に溶着されたものとな
る。尚、この場合、前已外装管（５ノは、母管（１）の
端部の補強も兼ねている。

また、以上の説明に、ライニング層が、遠心テルミット
法による生成鉄層とセラミック層からなるものであった
が、本発明にライニング層がセラミック層のみ〃１らな
るものであってもよいことは勿論である。

次に、本発明に係わるセラミック複合構造管の製造方法
について述べる。

先ず、母管（１）として安価な鋼管又は、器量銅製外装
管（５）付のセメント系の円筒管を用い、該母管（１）
の端面に、前述した耐食性金属で作成された短管（４）
の端面を、溶接により同心状に一体固着し、短管（４）
付母管（１）を得る。

第４図は、母管（１）の両端に短管ｔ４１＋４１が一体
溶着された短管（４１（４１付母管（１）全周いて、遠
心テルミット法によりセラミック層をライニングする場
合を示し、金枠（６）内に、前記短管（４１＋４１け母
管（１）全挿入し、更に、該短管（４１＋４１の少近く
とも内端部内周に、適度な厚さを有し、後述するテルミ
ット剤を散布するための樋が楽に挿入できる程度の内径
を有し、且つ黒鉛や通常の耐火材等で作成された耐熱リ
ング＋７）　（７１を嵌着固定する。この場合、前記耐
熱リング（７１（７）を、予め前記短管（４１（４１の
内端部内周に嵌着固定しておいでもよい。また、前記短
管（４）内周面と、前記耐熱リング（７）外周面との加
工精度が悪く、反応生成物の湯漏れが懸念される場合に
、第５図に示すように、耐熱リング（７）の外周の一部
に可焼性耐熱パツキン（８）全装着するとよい。

ここで、前記耐熱リング（７）全使用する理由を説明す
る。前述したように、管内面に不要な段差があるのは好
ましくないので、前記短管（４）の内径（Ｄ２）に、本
製造方法の最終目的である複合構造管のセラミック層の
フイニング部の内径とほぼ同径にする必要がある。しか
し、ライニング層のもとになるテルミツト剤（９）の見
かけの密度は、ライニング層の平均の密度より相当大き
く、母管（１）の内径（Ｄｌ）と、短管（４］の内径（
Ｄ２）による段差ＣＤ＋　−Ｄａ　）内Ｖｃ、ハ、必要
なテルミツト剤（９）を装填しきれず、前記短管（４）
の内局面にあふれるテルミツト剤も生ずる。この状態で
、テルミット反応全行うと、前記短管（４）内周面にも
セラミックが付着し、この付着したセラミックを削り取
り加工する必要が生じ、好ましくない。故に、耐熱リン
グ（７）ヲ設けて、短管（４）内周面にセラミックが付
着するのを防止するのである。もし該耐熱リング（７）
ヲ設けない場合は、必要なテルミツト剤（９）が母管（
１）内にのみ装填されるように、母管（１）と短管（４
）の段差（Ｄｓ−Ｄｚ）を大きくしなければならず、そ
して、セラミック層のライニング後は不要な段差を除去
するため、短管（４）自問Ｋｌ削しなければならず、非
常に手間がかかることになる。

次に、前記金枠（６）同に挿入された短管（４１（４）
付母管（１）の両端を、中心部に孔０があるバンドｔｔ
ｏ　＋１０で固定し、所定の回転に達したところで、一
方或いは両方から前記バンド叫の孔ＱＤ及び、前記耐熱
リング（７）の孔を通して、テルミツト剤を収容した樋
（図示省＊）ｅ挿入、反転し、テルミツト剤を前記母管
（１）内周面のみに散布する。そして、前記散布された
テノンミツト剤（９）ヲ有する短管（４）（４）付母管
を更に高速で回転させ、所定の回転（通常、Ｇｓ。

で７０〜２００　）　Ｋ達したところで、母管（１１内
のテルミット剤（９）にｆｉ！火し、テμミツト反応を
起こさせ、溶融金属と溶融セラミックを生成させ、史に
、回転を加えながら、これらを比重分離し、母管（１）
の内周面にのみ、金属層（２）ヲ介してセラミック層（
３）全形成させ、放冷後、該短管（４０４１付母管（１
）を金枠（６）より取り出し、前記耐熱リング（７）を
取り除いて、セラミック複合構造管を得る。

以上述べたように、本発明によるセラミック複合構造管
に、セラミック層がライニングされた母管の端面に、耐
食性金属で作成された短管の端部が同心円状に一体固Ｍ
されたものであるので、該セラミック複合構造管を腐食
性気液の配管に用いても、その端部が腐食及び侵食され
ることがない。

更に、ライニング層が金属層及びセラミック層の２１饅
より成るものであっても、その金属層が侵食されること
がないので、セラミック層が金属層に密着しており、セ
ラミック層が剥れることがなく、いつまでも、セラミッ
クの本来の特性が発揮される。また、母管に安価な鋼材
を使用しても一同に差し支えがないので、安価で長寿命
のセラミック複合溝造管全提供できる。

そして、本発明の製造方法によれば、耐食性金属短管内
局面にセラミックスが付着せず、又セラミック複合構造
管製造後耐食性金属短管内尚を切削する必要がないなど
、耐食性金属短管を端面に固着したセラミック複合溝造
管全容易安価に製造することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、従来のセラミック複合構造管の端部の
侵食前の状態を示す部分縦断面図、第１図（ｂ）は、従
来のセラミック複合構造管の端部の侵食後の状態金示す
部分縦断面図を示し、第２図より第５図は本発明に関し
、第２図は、本発明のセラミック複合構造管の端部の構
造を示す部分縦断面図、第３図は、本発明のセラミック
複合構造管のうち、母管がセメント系非金属の場合の端
部構造を示す部分縦断面図、第４図は、本発明による製
造方法の一工程を示す説明図、第５図は、母管の端部に
溶層された短管に耐熱パツキン付耐熱すング全嵌看固定
した状態を示す端部の縦断面図を示す。（１）・・・Ｅ’Ｊ　管、１２１・・・金属層、（３）
・・・セラミックＷ、（４１・・・短管、（５）・・・
外装管、（６）・・・金枠、（７）・・・耐熱リング、
（団・・・ｒ＃熱パツキン、（９〕・・・テルミット剤
、ａＱ・・・バンド。特ｒｆ田願人　工循、１桶脹用、Ｉ−ｆｌ裕部同　上　
久保田鉄工林式会社

Claims

【特許請求の範囲】１、ｆｆｉ管内管内周上フミック層のライニングが施さ
れた複合構造管の端面に、該複合構造管の内径とほぼ同
径若しくは小径で、かつ材質が耐食性金属である短管の
端面が同心状に一体固着されたことを特徴とするセラミ
ック複合構造管。２、　母管の端面に、材質が耐食性金属である短管の端
面を溶接により同心状に一体固着し、前記短管の少なく
とも内端部内周に、耐熱リングを嵌眉固定し、欠いで前
記母管の内周面にテルミツト剤を装填し、遠心力場内で
該テルミツト剤に着火し、テルミット反応を行なわせて
、前記母管内局面にテルミット反応によフ金属層及びセ
ラミック層を被覆形成させることを特徴とする複合構造
管の製造方法。